矿渣立磨调试

引言

近些年来，采用各种立磨的矿渣粉磨工艺及技术在我国得到了快速发展，这对我国发展循环经济、充分利用固体废弃物、减少对环境的污染及降低产品能耗发挥了积极的作用。矿渣粉磨技术的发展不仅包括了矿渣粉磨设备如各种立磨的开发，矿渣粉磨工艺技术的研究同样也应得到重视。粉磨过程中气体的流量、压力、温度及相互间的合理平衡对整个粉磨系统工作状态稳定及效能的发挥有着决定性的影响。因此研究上述参数间的相互关系和影响，并制订合理的工艺参数、调整方法和策略，进而实现粉磨系统的自动控制或智能控制，无疑是一个值得认真研究的问题。本文将对与此相关的一些问题进行分析和探讨。

一、矿渣粉磨的典型流程及工作原理

目前应用较为普遍的矿渣立磨粉磨工艺见图1，主要由立磨、热风炉、袋除尘器、回料提升机、喂料系统、主排风机和烟囱及若干阀门等组成。

由皮带机输送的矿渣通过气动双翻板阀进入立磨下料锥内部，矿渣在立磨内部被粉磨成微粉，同时被热风炉送入的热风干燥。经过选粉机分选的微粉由热风输送至主收尘器收集，收集后的微粉通过空气输送斜槽向成品系统输送。

部分不能通过选粉机的微粉和金属颗粒经过回料气动双翻板阀进入磨机物料外循环系统，返料由回料皮带秤输送至回料斗提机，在斗提机的出料口设有气动两路阀，正常生产情况下，返料进入鼓型除铁器除铁后经过回转锁风阀再次进入立磨粉磨。在特殊情况下，气动两路阀可将物料直接外排，以实现磨机卸料。

二、粉磨系统的主要工艺参数及相互关系

矿渣粉磨系统的主要工艺参数包括：系统通风量、立磨压差、磨机入口压力、入磨及出磨气体温度。这些参数相互关联，相互影响。粉磨系统调试及正常工作时，能否正确调整好

各个参数之间的合理组合和匹配，往往成为系统工作状态是否正常的关键。理想的状态是，根据工艺系统各检测控制参量，中控系统能根据系统工作状况自动进行判断并进行相应参数的调整，以尽量减少或避免人工操作，减少或消除个体判断差异，提高系统工作效率。

1.系统通风量

系统通风量主要由主风机提供，它直接决定着系统的产量、功耗、易损件磨损状况及物料外循环量，甚至还有出磨气体的温度。

系统风量过小时，主电机不能启动，在运行过程中则可能会停机，同时风量过小，会导致系统产量降低，外循环料数量增大。在目前多数粉磨系统中，一般采用排风机前面的阀门开度来调节风量，在不明显降低出磨气体温度的情况下也有通过调整磨机入口前的冷风阀来加大风量的，但这样往往会导致磨机入口负压的下降。采用调节风机转速直接调节风机通风量是最经济的途径，详见后述。

系统风量过大时，系统功耗将增加，具体反映为主风机电流上升，收尘器负荷加大，出磨成品的质量也会受到影响。

一般而言，对确定的粉磨系统，存在一个合理的风量工作范围，以保证此时系统的产量、功耗、出口气体温度和入口压力均位于合理区间内。

2.磨机压差和入口压力

粉磨系统工作时，应尽量保持磨机压差稳定，压差稳定了，磨机的工作状态就稳定了。压差减小，表明入料小于出料，从而磨机循环负荷下降，料床厚度减小，振动将会增大。而压差增大，则表明入料多于出料，从而导致循环负荷加大，粉磨效率降低，出磨物料减少，导致压差进一步上升，以致发生饱磨或其它故障。此种情况下可通过控制入磨物料量来稳定压差。

另外在调整系统通风量时，过大或过小的调整都会导致压差的较大波动，这种情况下则应通过稳定通风量来解决。

第三种情况是，在喂料量及通风条件不变的情况下，如果立磨磨辊、磨盘磨损或液压加载系统故障而导致粉磨压力下降时，亦会出现由于产量下降、回料量增多而导致压差波动。此时应通过查找原因，调整粉磨压力及挡料圈高度来解决。

入口压力的稳定同样也便于稳定磨机工况，一般情况下保持入口适当的负压，既可保证粉尘不外逸，又可使压差稳定，从而使磨机工况稳定。入口负压一般可通过循环风阀来控制及调整。

3.磨机气体温度

入磨气体温度一般控制在200～300 ℃，可满足大多数情况下的物料烘干要求。出磨气体温度一般控制在80～100 ℃。太高，会影响后面设备的安全运行，如影响滤袋寿命，加剧风机磨损，同时对磨机工况也会造成一定影响；反之如温度过低，物料不能烘干，影响粉磨效率，且易引起后面除尘器的结露。不同厂家由于物料状况不同，气体温度控制区间的上下限值会有些差异。

温度的调节一般是通过调节喷水系统及热风阀开度来进行的。如温度较低时，可加大热风阀开度，同时降低或停止喷水量。反之则可减小热风阀开度，增大喷水量，甚至配合调整冷风阀或循环风阀来调节温度。出磨气体温度较低而通风量又偏低时，亦可通过加大通风量来调节气体温度，此时应控制好冷风阀、循环阀的开度配合。对粉磨矿渣而言，矿渣自身所含水分较高，一般不需过多喷水稳定料床。故在用喷水调节气体温度时，一定要控制好喷水量，以防带来新的问题。由上述分析可知，在立磨粉磨系统的工艺参数中，通风量是一个比较活跃并占据主导地位的重要参数（图2），它影响着粉磨系统的许多参量，对磨机产量及粉磨系统的工作性能有着决定性的影响。因此应对通风量的合理分布区间及其调整方法予以高度重视及系统研究。

三、粉磨系统工艺参数的调整分析及优化

由上述工艺参数的相互关系可知，在系统调试或磨机工作状态调整的过程中，无论是稳定产量、风量、磨机工况或是出磨气体温度，系统风量的调节使用频度最高，往往也最直接。但现有工艺系统中，多数主排风系统往往无法通过自身来实现风量调节，而是通过系统各个

阀门的开度组合来实现风量调节，它直接导致了系统调整操作过程的复杂、低效和系统的高能耗，同时使风机的运行效率也很低，而应代之以更经济、高效、便捷的调整方法。

笔者曾对风机及泵的节能调速方式进行过分析。为实现流量调节，通过调整风机转速，较之采用阀门调节具有明显的节能效果。实现风机转速调节的手段，通过技术经济比较，本文推荐采用行星差动调速系统予以实现，其构成及简要工作原理参见参考文献[2]。

差动调速系统的构成主要为一台差速器、一台主电机、一台辅电机及相应的控制装置。正常工作时既可只开主电机，亦可两个电机同时工作。辅电机功率较小，一般只有主电机的1/2～1/5，因此可采用普通变频电机。双电机同时工作时，由于差速器的输出转速分别是主、辅电机单独工作时输出转速的叠加，因而可通过改变辅电机的转速，使风机差速器的输出转速在一定范围内变化，由此即可达到调节风机流量的目的。进一步的分析表明[2]，采用差动调速系统较之变频变速及液力耦合器调速，它具有造价低、可靠性高、效率高、无高次谐波污染等一系列优点，值得优先考虑使用。

主排风机采用差动调速系统调节流量，结合图1，考虑到风机启动的要求，粉磨工艺流程图中风机前的流量调节阀门可简化为一般风门即可。对带有入口调节风门的风机，可直接省去调节阀。新的粉磨工艺系统在采用行星差动调速方法调节气体流量的同时，也可使过去多个阀门之间复杂的开度配合调整变得简单。调试时，在风机启动及系统正常工作后，可将风机入口阀、热风阀调至最大，一般情况下不必再调这两个阀门。在满足磨机入口设定负压值的前提下，循环阀开度尽可能开至最大，以充分利用废气余热。此时的排风阀开度应与循环阀开度相适应，以保证有充足的循环风流量。冷风阀开度主要由出磨气体温度决定，温度高时加大开度，反之则减小开度。

采用差动调速系统调节流量的同时还可带来下述便利：

（1）调节风量时，可直接调整风机转速来实现，方便、快捷，易于实现自动化。

（2）过去在调整入料口风环处风速时，常采用加、减挡风板的方法，麻烦费时又易磨损。在通风量处于合理区间时，可通过调节排风机转速来调整风量，进而控制风环处风速，以控制物料循环量和磨机压差。

（3）简化了的风机入口阀是影响风机能耗最为关键的一个环节，这有利于降低能耗，也减少了一个故障点。

（4）方便的风机调速方式，有利于寻求系统最合理的通风区间，无需大风量时可使风机低速运行，不仅降低了能耗，也有利于减轻风机叶轮的磨损。